高速公路粉噴樁施工工藝及處治方法

胡藝兵

摘要：高速公路軟土地基，經(jīng)粉體攪拌樁處理后，樁體范圍內(nèi)土體沉降減少較多，路基土側(cè)向位移量減少，能承受較快的加荷速率，對解決軟土地基高填地基的穩(wěn)定、沉降及加快施工進(jìn)度等很有裨益。

關(guān)鍵詞：樁；基礎(chǔ)；施工

1 什么是粉噴樁

粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，也叫加固土樁。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的攪拌機(jī)械就地將軟土和固化劑（漿液狀和粉體狀）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理一化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地墓。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來進(jìn)行軟基攪拌處理的方法。

粉噴樁最適合于加固各種成因的飽和軟粘土，目前國內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土。

2 設(shè)計要求

粉噴樁的設(shè)計樁徑為50cm，樁邊距1.0m，在平面上呈梅花形布置（詳見附件），不采用正方形布置。粉噴樁樁頂鋪設(shè)50cm厚砂礫石墊層，樁頂不需伸入墊層內(nèi)。持力層深度除根據(jù)地質(zhì)資料外，還應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)時電流表的讀數(shù)值來確定，當(dāng)鉆桿鉆進(jìn)時電流表讀數(shù)明顯上升，說明已進(jìn)入持力層，樁長須穿透軟土層并深入持力層內(nèi)50cm.粉噴樁處理后的單樁承載力須大于250KN，地基承載力不小于250KN。

3 粉噴樁的施工

3.1 施工設(shè)備

嚴(yán)禁使用非定型產(chǎn)品或自行改裝設(shè)備；進(jìn)場設(shè)備必須配備性能良好的能顯示鉆桿鉆進(jìn)時電流變化的電流表，顯示管道壓力的壓力表和計量水泥噴入量的電子秤或流量計。

3.2 室內(nèi)配比實驗

粉噴樁處理軟基效果為何，很大程度上取決于配比的選擇是否適合當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)條件。各標(biāo)段承包人和監(jiān)理單位在施工前必須根據(jù)設(shè)計地質(zhì)資料和動力攪拌資料，按有關(guān)規(guī)范要求做室內(nèi)配比試驗。

① 粉噴樁加固料宜采用425#普通硅酸鹽水泥，水泥用量因天然含水量而異，按以下方法配比：W1≤50%，水泥用量50kg /m；50%＜W1≤70%，水泥用量為55kg/m；W1＞70%，水泥用量為60kg/m～65kg/m。

② 加固處理的強(qiáng)度，應(yīng)以無側(cè)限抗壓強(qiáng)度衡量，試件養(yǎng)護(hù)齡期為7d，28d，90d，要求R28≥0.8MPa，R90≥1.2MPa。

3.3 現(xiàn)場工藝性試樁

根據(jù)室內(nèi)配比進(jìn)行工藝性試樁，試樁應(yīng)達(dá)到下列要求。

① 鉆進(jìn)速度V≤1.5m/min；平均提升速度Vp≤0.8m/min；攪拌速度R≈30轉(zhuǎn)/min；鉆進(jìn)、復(fù)攪與提升時管道壓力：0.1MPa≤P≤0.2MPa；噴灰時管道壓力：0.25MPa≤p≤0.40MPa。

② 確定合適的技術(shù)處理措施，掌握水泥攪拌的均勻程度，掌握下鉆及提升的困難程度，成樁試驗的樁數(shù)不少于5根。

3.4 施工工藝

進(jìn)行粉噴樁的場地需清表處理，做好抽水、清淤及整平工作。主要施工工藝為：放樣→粉體噴射攪拌機(jī)械就位→預(yù)攪下沉→噴粉攪拌提升至離地面30cm處→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)攪拌提升至離地面30cm處→關(guān)閉攪拌機(jī)械→鋪筑砂礫墊層→鋪設(shè)土工布→填筑路堤。路面工程在完成粉噴樁施工不少于60天后才能進(jìn)行。攪拌機(jī)每次下沉或提升的時間必須有專人記錄，時間誤差不大于5秒，提升前要有等待送粉到樁底的時間，防止出現(xiàn)提升卻未噴粉的情況。

4 施工質(zhì)量控制注意事項

關(guān)于復(fù)攪與提升：在樁頂部1/3范圍內(nèi)應(yīng)重復(fù)攪拌一次，高度至少大于5m.鉆進(jìn)提升時管道壓力不宜過大，以防淤泥向孔壁四周擠壓形成空洞。

關(guān)于補(bǔ)噴和廢樁問題：如發(fā)生意外影響樁身質(zhì)量時，應(yīng)在水泥終凝前采取補(bǔ)噴措施，補(bǔ)噴重疊長度≤1.0m.補(bǔ)噴無效時須重新打樁，新樁與廢樁的間距≥20cm。

輸灰管須經(jīng)常檢查，不得泄漏及堵塞，管道長度以60m為宜。對鉆頭定期檢查，直徑磨耗量≤1cm，鉆頭直徑≯ 53cm。

在灌注樁兩側(cè)布設(shè)粉噴樁位時，應(yīng)預(yù)留鉆孔灌注樁施工位置，預(yù)留凈距為140cm。

成樁施工順序從四周邊開始向中心進(jìn)行，相鄰兩根樁必須跳躍間打。

砂礫墊層必須在樁體強(qiáng)度達(dá)到70%時方可鋪筑。

監(jiān)理處必須對粉噴樁施工進(jìn)行全過程旁站，按實際發(fā)生數(shù)量進(jìn)行計量。

5 方案的實施

5.1 軟土基底處理準(zhǔn)備工作

處理前，事先開挖臨時排水溝，縱向開挖臨時降水溝，用以降低地表水，便于基底草皮清除施工，草皮清除完畢后，整個軟土處理區(qū)填筑80em山砂土， 整平并輕度碾壓，以保證粉噴樁機(jī)及其配套設(shè)施的進(jìn)場，以及所需材料的進(jìn)場、堆放。然后根據(jù)設(shè)計需要，進(jìn)行處理面積等放祥和樁位布點。

5.2 粉噴樁施工

根據(jù)設(shè)計要求，樁位呈等邊三角形布置，中心間距1.5m，樁徑為50em，樁長為6m.設(shè)計噴粉量為 36kS/m-58kS/m.根據(jù)路基平均填土高度自重計算天然土重，經(jīng)室內(nèi)配合比選定，按50k9/m噴粉量施工。

施工前首先要進(jìn)行成樁試驗，數(shù)量不宜少于5根，以取得滿足設(shè)計噴人量的各項技術(shù)參數(shù)，掌握下鉆和提升的阻力情況。施工中要控制瞬時噴粉量和攪拌均勻性，且一氣呵成，每根樁開鉆后連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴粉。為滿足攪拌達(dá)到強(qiáng)度均勻性，上部3m進(jìn)行復(fù)攪，速度控制1.0m/min-1.2m/min，樁頭攪拌時間應(yīng)適當(dāng)延長，以保護(hù)樁頭均勻密實，地面80cm填土不計人樁長。

粉噴樁施工過程中，還要注意樁距、垂直度控制，施工完畢后分別進(jìn)行一定數(shù)量的樁體開挖，取芯進(jìn)行抗壓檢驗，必須滿足設(shè)計要求。

5.3 路基填筑施工

填筑前鋪設(shè)一層50cm砂礫墊層并碾壓密實，路基填筑所需土石方材料來自附近山頭路基挖方段，每層不超過30em，為確保沉降后的路基寬度和設(shè)計邊圾跋卑，施工時兩側(cè)加寬各50tm，并留出路。拱和橫坡，采用40t重型壓路機(jī)震動壓實。

6 沉降和穩(wěn)定觀測

在路基設(shè)計中心線和路肩基底同時埋設(shè)沉降杯，沉降和穩(wěn)定觀測同步進(jìn)行。在施工期間，每填筑 一層，觀測一次，填土間歇期間每天觀測一次，每一區(qū)域填筑完畢后每周觀測二次，在整個觀測期間，要注意觀測樁的保護(hù)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性，觀測數(shù)據(jù)可直接用于計算由于沉降而補(bǔ)加的填方量。

結(jié)束語

粉體攪拌樁可以有效地減少被加固土體的壓縮量，而當(dāng)下部尚存在的軟土厚度較大，其沉降量并不能減少；粉體攪拌樁能有效地調(diào)整橫斷面差異沉降，有助于控制不均勻沉降；粉體攪拌樁有較高的剛度，抗側(cè)向變形能力較強(qiáng)，對本例中山間的軟基尤為適用；粉體攪拌樁處理過的路基能承受較快的加荷速率，能較好地滿足工期較嚴(yán)的要求；路基填土過程中，在滿足取土場土質(zhì)能夠達(dá)到設(shè)計壓實度的情況下，在基底天然承載力所要求的填土高度內(nèi)，不宜使用沖擊力過大的壓路機(jī)，可適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)，盡量使處理后的基底樁間土相對固結(jié)穩(wěn)定，增加抗剪能力。粉體攪拌樁不能改善地基排水條件，但通過吸水固結(jié)可提高樁間土的結(jié)構(gòu)性，同時樁頂鋪墊砂層可便于地基排水，從而可適當(dāng)加速樁間土的固結(jié)，減少工后沉降。